超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法.pdf

一种超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法。它是对容重在2200～2800kg/m3之间，强度在10～50MPa(普通段)和50～90MPa(高强段)，采用颗粒直径在0.08～8.0mm山砂配制的混凝土浇注的结构或构件；通过采用配有频率50～100kHz换能器带波形显示的非金属超声波检测仪，冲击能量为2.2焦耳的普通回弹仪，或冲击能量为5.5焦耳的高强回弹仪，以及0～8mm混凝土碳化深度测定仪作为检测工具；按给定的方法确定测区和测点并进行检测，并按给定的公式换算混凝土强度。发明不但可准确地反映各强度段山砂混凝土的抗压强度指标，而且是在现场对构件进行非破损检测，经检测后的构件可继续使用。本发明可应用于在建建设工程中的质量控制、已有建筑和灾后建筑的评估以及司法鉴定中。

1、  超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，其特征在于：按下述步骤进行；
a、检测对象的确定：用于建设工程的混凝土结构或构件中，其容重在2200～2800kg/m³之间，强度在10～90MPa，采用颗粒直径在0.08～8.0mm山砂配制的混凝土；
b、检测工具的确定：对10～50MPa的山砂混凝土，采用冲击能量为2.2焦耳的中型回弹仪；对50～90MPa的山砂混凝土，采用冲击能量为5.5焦耳的高强回弹仪；0～8mm混凝土碳化深度测定仪；配有频率在50～100kHz换能器的带波形显示器的非金属超声波检测仪；
c、检测方法：对于单个结构或构件，取不少于10个测区，每一测区内先测读16个回弹读数，后测读3个超声波传播声时读数，在回弹和超声测定完毕的结构或构件上，再选取不少于30％的测区进行混凝土碳化深度的测定；
d、测定值处理：超声波声速在混凝土中传播速度为声时读数与距离读数的比值，3点的算术平均为该测区的声速值v；从测区16个回弹读数中剔除3个最大数和3个最小数，余下10个回弹读数的算术平均值为该测区的回弹值R；取多次测定的算术平均为被测构件的碳化深度值d；
e、当被测混凝土强度等级在10～50MPa时，山砂混凝土的实际强度由下式得出，
强度_(普通段)＝0.004199×v^2.2225×R_(中型)^1.5531×d^-0.141
当被测混凝土强度等级在50～90MPa时，山砂混凝土的实际强度由下式得出，
强度_(高强段)＝0.0672×v^0.098×R_(高强)^1.857

2、  根据权利要求1所述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，其特征在于：步骤c中的测区应满足，面积不小于0.02m²，相邻两测区的间距不超过3m；测读的16个回弹读数应满足，各测点均匀分布在测区内，相邻两测点的净距不小于30mm；测读的3个声时读数时，测点在测区内应呈状均匀分布在测区内。

3、  根据权利要求2所述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，其特征在于：步骤c中有按批量检测要求时，应取件数不小于结构或构件总数的30％且所取结构或构件数不得少于10件进行检测。

4、  根据权利要求3所述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，其特征在于：步骤b中的中型回弹仪，是指弹击锤冲击长度为75mm、弹击杆前端球面半径为25mm、洛氏硬度为HRC 60±2的钢砧上其率定值为80±2的中型回弹仪；高强回弹仪，是指弹击锤冲击长度为100mm、弹击杆前端球面半径为18.0mm、洛氏硬度为HRC 60±2的钢砧上其率定值为83±2的高强回弹仪。

5、  根据权利要求4所述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，其特征在于：步骤c中超声波声时测定时，发射和接收换能器分别位于各自测区相应测点上，并用偶合剂进行良好偶合，以保证首波波幅大于80％以上，同时用钢卷尺等测定传播距离读数。

超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法，特别是一种现场混凝土抗压强度的非破损检测方法。
背景技术
通常混凝土抗压强度的检测，是采用预先成型混凝土立方体试件(如10×10×10cm、15×15×15cm、20×20×20cm)于压力试验机上，进行压力试验来获取混凝土的抗压强度值的方法。
混凝土抗压强度现场非破损检测方法是一项正在发展和完善中的新兴技术，尚处于探索阶段。例如：对于用在建设工程的混凝土结构或构件中，容重在2200～2800kg/m³之间，强度在10MPa～90MPa之间，采用颗粒直径0.08～8.0mm山砂配制的山砂混凝土。由于检测方法和技术要求的不确定，得到的结论差异很大，难以准确地反映混凝土的抗压强度，常常引发争议。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法。对于用在建设工程的混凝土结构或构件中，容重在2200～2800k/m³之间，抗压强度在10MPa～90MPa，颗粒直径0.08～8.0mm山砂配制的山砂混凝土，采用本发明可准确地反映混凝土的抗压强度指标。
本发明的技术方案。超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，其特征在于：按下述步骤进行；
a、检测对象的确定：用于建设工程的混凝土结构或构件中，其容重在2200～2800kg/m³之间，强度在10MPa～90MPa，采用颗粒直径在0.08～8.0mm山砂配制的混凝土；
b、检测工具的确定：10～50强度段采用冲击能量为2.2焦耳的中型回弹仪，50～90强度段采用冲击能量为5.5焦耳的高强回弹仪；0～8mm混凝土碳化深度测定仪；配有频率在50～100kHz换能器的带波形显示器的非金属超声波检测仪；
c、检测方法：对于单个结构或构件，取不少于10个测区，每一测区内先测读16个回弹读数；后测读3个超声波传播声时读数；在回弹和超声测定完毕的结构或构件上，再选取不少于30％的测区进行混凝土碳化深度的测定；
d、测定值处理：超声波声速在混凝土中传播速度为声时读数与距离读数的比值，3点地算术平均为该测区的声速值(v)；从测区16个回弹读数中剔除3个最大数和3个最小数，余下10个回弹读数的算术平均值为该测区的回弹值(R)；取多次测定的算术平均为被测构件的碳化深度值(d)；
e、当被测混凝土强度等级在10MPa～50MPa时，山砂混凝土的实际强度由下式得出，
强度_(普通段)＝0.004199×v^2.2225×R_(中型)^1.5531×d^-0.141
当被测混凝土强度等级在50bfPa～90MPa时，山砂混凝土的实际强度由下式得出，
强度_(高强段)＝0.0672×v^0.098×R_(高强)^1.857
上述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，步骤c中的测区应满足，面积不小于0.02m²，相邻两测区的间距不超过3m；测读的16个回弹读数应满足，各测点均匀分布在测区内，相邻两测点的净距不小于30mm；测读的3个声时读数时，测点在测区内应呈“”状均匀分布在测区内。
前述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，步骤c中有按批量检测要求时，应取件数不小于结构或构件总数的30％且所取结构或构件数不得少于10件进行检测。
前述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，步骤b中的中型回弹仪，是指弹击锤冲击长度为75mm、弹击杆前端球面半径为25mm、洛氏硬度为HRC 60±2的钢砧上其率定值为80±2的中型回弹仪；高强回弹仪，是指弹击锤冲击长度为100mm、弹击杆前端球面半径为18.0mm、洛氏硬度为HRC 60±2的钢砧上其率定值为83±2的高强回弹仪。前述的超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，步骤c中超声波声时测定时，发射和接收换能器分别位于各自测区相应测点上，并用偶合剂(如机械黄油)进行良好偶合，以保证首波波幅大于80％以上，同时用钢卷尺等测定传播距离读数。
与现有技术比较，本发明是经反复实践、总结、归纳和筛选获得的一种面向特定对象的检测方法。对于容重在2200～2800kg/m³之间，强度在10MPa～90MPa，采用颗粒直径在0.08～8.0mm的山砂配制的山砂混凝土结构或构件，采用本发明可准确地反映混凝土的抗压强度指标这一力学性能。本发明可在现场直接对构件进行检测，且采用的是非破损方法，经检测后的构件可继续使用。本发明可应用于在建建设工程中的质量控制和质量验收、已有建筑和灾后建筑的评估以及司法鉴定中。
具体实施方式
实施例1。超声回弹综合检测山砂混凝土抗压强度方法，按下述步骤进行：
a、检测对象的容重为2450kg/m³左右，强度等级为C10～C90(10～90MPa)，采用颗粒直径在5mm及5mm以下的山砂配制的混凝土，浇注成型的梁，其龄期60天。
b、检测工具：C10～C50强度段采用冲击能量为2.2焦耳，弹击锤冲击长度为75mm、弹击杆前端球面半径为25mm、洛氏硬度为HRC 60±2的钢砧上其率定值为80±2的中型回弹仪；C50～C90强度段采用冲击能量为5.5焦耳，弹击锤冲击长度为100mm、弹击杆前端球面半径为18.0mm、洛氏硬度为HRC 60±2的钢砧上其率定值为83±2的高强回弹仪。0～8mm混凝土碳化深度测定仪。配有频率在50～100kHz的换能器和带波形显示器的非金属超声波检测仪，如NM3系列、NM4系列和CTS25等。回弹仪、碳化深度测定仪和非金属超声波检测仪均有市售产品。
c、抽取任意1根混凝土梁进行检测。在该混凝土梁上布置10个测区，测区面积为0.15×0.15m，相邻两测区的间距取0.3m；在每个测区内测读16个回弹读数，测点在测区内均匀分布，相邻两测点的净距不小于30mm取测点。在每个测区内测读3个超声波传播声时读数，测点在测区内呈状均匀分布。超声波声时测定时，发射和接收换能器分别位于各自测区相应测点上，并用偶合剂(如机械黄油)进行良好偶合，以保证首波波幅大于80％以上，同时用钢卷尺等测定传播距离读数。再从10个测区中抽取4个测区按常规方法进行混凝土碳化深度的测定。
有批量检测要求时，抽取总根数30％的混凝土梁进行逐根检测。如按总根数30％抽取的数量不足10根，应取不少于10根进行检测。对于混凝土强度等级相同，混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同的构件可作为同一批量。
d、测定值处理：超声波声速在混凝土中传播速度为声时读数与距离读数的比值，3点的算术平均为该测区的声速值(v)；从测区16个回弹读数中剔除3个最大数和3个最小数，余下10个回弹读数的算术平均值为该测区的回弹值(R)；取多次测定的算术平均值为被测构件的碳化深度值(d)。
e、对强度等级在10MPa～50MPa的构件进行检测时，如，检测得到的声波传播声速值(v)为4.56(km/s)，回弹值(R)为41.5，混凝土碳化深度值(d)小于1.00mm，根据强度_(普通段)＝0.004199×v^2.2225×R_(中型)^1.5531×d^-0.141的经验公式进行换算，获得测区强度换算值为39.9MPa。又如，检测得到的声波传播声速值(v)为4.56(km/s)，回弹值(R)41.5，混凝土碳化深度值(d)为2.00mm，获得测区强度换算值为36.2MPa。
对强度等级在50MPa～90MPa的构件进行检测时，如，检测得到的声波传播声速值(v)为4.56(km/s)，回弹值(R)为41.5，根据强度_(高强段)1＝0.0672×v^0.098×R_(高强)^1.857的经验公式进行换算，获得测区强度换算值为78.8MPa。
根据上述方法获得的被测梁的混凝土强度值，经立方体和钻取芯样两种破损试验验证，与被测对象的实际品质吻合。
参照举例的方法，可对抗压强度在10MPa～90MPa的其它混凝土结构或构件(如梁、板、柱和墙等)进行检测。
以幂函数方程(强度＝A·V^B·R^C或强度＝A·V^B·R^C·d^D)来反应混凝土强度值，是经反复实验，并对采集的数据总结、归纳、筛选、比对获得的结果。其中的参数，如10～50MPa(普通段)的A为0.004199，B为2.2225，C为1.5531，D为-0.141；50～90MPa(高强段)的A为0.0672，B为0.098，C为1.857；以及高强度等的山砂混凝土有不容易被碳化的特点，故回归方程中无混凝土碳化的因素，在实际检测时高强度段可不考虑混凝土碳化深度值(d)。都是反复实验、回归、分析、比较的结果。